الکتروموتور یونیورسال
الکتروموتور یونیورسال نوعی از الکتروموتورهاست که قابلیت راه اندازی هم با جریان متناوب یا AC و هم جریان مستقیم یا DC را دارد و به همین دلیل از پرکاربردترین نوع الکتروموتورهاست.
موتور یونیورسال یک موتور جریان مستقیم خود تحریک بوده که سیم پیچ استاتور در آن با سیم پیچ آرمیچر بصورت سری متصل شده است.
این موتورها از نظر ساختاری مشابه موتورهای DC می باشند که با اعمال تغییراتی در آنها قابلیت راه اندازی با جریان AC هم ممکن میشود و همانطور که از نام آن پیداست این موتورها به نام موتور جهانی معروف هستند.
نحوه عملکرد موتور یونیورسال
اینگونه موتورها را بخوبی میتوان با جریان متناوب راه اندازی کرد چرا که بعلت سری بودن سیم پیچ استاتور با سیم پیچ روتور ، جهت جریان در این سیم پیچها با جهت جریان منبع تغذیه که همان جریان ورودی متناوب است بصورت همزمان تغییر جهت میدهند و در نتیجه گشتاور خالص در یک جهت تولید می شود . جهت گشتاور نیز توسط قطبهای هسته اصلی و قطعات کوموتاتور تعیین میشود.
کاربرد موتور یونیورسال
از موتورهای یونیورسال در لوازم خانگی همچون یخچال ، چرخ گوشت ، مخلوط کن ، چرخ خیاطی ، جاروبرقی ، ابزار آلات برقی همچون دریل و … استفاده میشود.
وزن کم ، ساختمان ساده و ابعاد کوچک این موتور باعث استفاده از آنها در دستگاه های کوچک و قابل حمل و لوازم خانگی شده است.
ضمن اینکه تغییر سرعت در این موتورها به سادگی و با تغییر در ولتاژ ورودی امکان پذیر است.
مزایای موتور یونیورسال
- گشتاور بالا
- سرعت زیاد
- راه اندازی با هر دو جریان AC و DC
- رسیدن به حداکثر سرعت در زمان کوتاه
معایب موتور یونیورسال
- استهلاک زیاد کوموتاتور
- تعمیر و نگهداری دشوار
- تعمیر و مراقبت زیاد از جاروبکها
- ایجاد جرقه که باعث تداخل الکترومغناطیسی می شود
- سر و صدای زیاد
- مدت زمان عملکرد کوتاه ( یعنی از دستگاه هایی که دارای موتور یونیورسال هستند نمی توان بصورت مداوم استفاده کرد و بعد از گذشت زمانی حتماً باید آنها را خاموش کرد تا آسیب نبینند )
سیم بندی موتور یونیورسال
سیم بندی در این موتورها مانند سیم بندی موتورهای تکفاز است و برای راه اندازی آنها به جریان AC نیاز است و همچنین برای تامین جریان مستقیم مورد نیاز در مدار داخلی این موتورها از یک مبدل ولتاژ استفاده می شود تا پس از تبدیل ولتاژ AC به ولتاژ DC بتواند تغذیه مورد نیاز بخش داخلی موتور را تامین کند.
سیم پیچی این موتورها بصورت سری است و برای راه اندازی با جریان AC باید راکتانس سیم پیچهای استاتور و روتور را به حداقل رساند.
این امر با کاهش تعداد دور سیم پیچ ها حاصل میشود که نتیجه آن از بین رفتن میدان مغناطیسی است و برای جبران آن از سیم پیچ دیگری به نام سیم پیچ جبران کننده استفاده میشود.
سرعت موتور یونیورسال
همانطور که میدانیم حداکثر سرعت در موتورهای AC با فرکانس ورودی ارتباط مستقیم دارد اما سرعت موتور یونیورسال در صورت راه اندازی با جریان AC می تواند سرعتی بیشتر از سرعتی وابسته به فرکانس ورودی داشته باشد.
این سرعت از 2000 تا 20000 دور در دقیقه میتواند باشد.
در موتورهای یونیورسال جهت کنترل سرعت می توان از چندین روش استفاده کرد که در ادامه این روشها را مورد بررسی قرار می دهیم.
استفاده از مقاومت :
در این روش یک مقاومت با مقدار اهم دلخواه بصورت سری به موتور متصل میشود.
این مقاومت میتواند ثابت یا متغییر مثل پتانسیومتر باشد.
حال با تغییر مقدار اهم مقاومت ثابت یا با چرخاندن ولوم پتاسیومتر به سادگی می توانیم سرعت موتور را تغییر دهیم.
استفاده از مدار نیم موج :
در این روش یک مدار نیم موج و یا یک کنترل کننده تمام موج به موتور متصل میشود و توسط این مدار می توان تغییراتی در فرکانس ورودی ایجاد نمود که در نهایت تغییرات فرکانس منجر به تغییر در سرعت موتور میشود.
از این روش در اینورترها یا درایوها استفاده میشود.
روش میدان منشعب :
در این روش از ایجاد میدان مغناطیسی که در آن قطبها در نقاط مختلف تقسیم شده اند ، برای کنترل سرعت موتور استفاده میشود و سرعت موتور با تغییر در شدت میدان ها تغییر می یابد.
پیاده سازی این روش نیاز به تخصص و دانش فنی بالایی دارد.
ساختمان موتور یونیورسال
ساختمان موتور یونیورسال از اجزای زیر تشکیل شده است :
- استاتور
- روتور یا آرمیچر
- کوموتاتور
- کلکتور
- جاروبک یا ذغال
- شینه
- شفت
